CN105043951A - 一种激光粉尘传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种激光粉尘传感器，包含激光器、激光器安装结构、光敏元件、检测电路及其电路板、采样检测腔、风扇及风扇安装结构，其特征在于：在采样检测腔内采样气流与激光器发出的激光束相交；光敏元件用于接收激光束遇到气流中的颗粒物时所产生散射光或透射光；检测电路的全部或者至少绝大多数元器件与采样检测腔位于电路板的同侧。从而使PCB电路板的另一侧只有极少元件甚至没有元件，可以利用PCB自身的电磁屏蔽性能来对传感器进行屏蔽，而不需要在这一侧设置屏蔽罩，也不需要在这一侧设置保护壳。能实现传感器体积的小型化和安装结构的简便化。
Description
技术领域
本发明涉及空气检测传感器领域，尤其涉及一种激光粉尘传感器。
背景技术
激光透射法、散射法测量空气中粉尘颗粒物含量是通用测量方法，气体流经激光束照射区域时，气体中的粉尘颗粒会使激光发生散射，采用一个光敏元件接收透射光或散射光，由透射光或散射光光的强度、脉冲频率等，即光敏元件输出电信号，即可换算出单位流量内的粉尘数量。
将采样气流与激光束相交并供光敏元件接收散射光或透射光的这个区域命名为采样检测腔，则：采样检测腔的构成主要为下述的两种方式：
方式1：由塑料或金属材料形成一个一体的空腔，在空腔上分别开设激光入口、气流入口、气流出口和光敏元件安装口，该空腔即为采样检测腔；
方式2：在PCB板上安装光敏元件，在壳体上设置有多个隔板，壳体与PCB贴合安装，从而使PCB板与壳体上的各个隔板围成采样检测腔。
授权公告号为CN204203049U的实用新型专利“一种激光粉尘传感器用气室”为方式1的一种典型型式，授权公告号为CN204142612U的实用新型专利“PM2.5检测装置”为方式2的一种典型型式。
在上述两种方式中，存在一个共有的特点是：PCB板的一侧用于安装光敏元件，并用于安装采样检测腔或用于与壳体一起形成采样检测腔，因而用于对光电信号进行处理并最终输出成粉尘颗粒数或质量浓度的检测电路元件主要或全部布置于PCB板的另一侧。
受上述特点的影响，这一类粉尘传感器均存在下述缺点：
1、需要对检测电路元件进行保护或做电磁屏，因而，必须在PCB上主要布置电路元件的一侧设置保护壳或屏蔽罩，使传感器厚度增加、整体尺寸加大；
2、当不设置保护壳，仅设置局部或整体屏蔽罩时，用于安装传感器的外围结构必须设置安装柱以避免在安装传感器时损伤电路元件或屏蔽罩，这增加了外围结构设计难度且不利于外围结构的简化、小型化。
发明内容
本发明旨在克服上述背景技术存在的缺点，提供一种新型激光粉尘传感器。
本发明所采用的技术方案是：
一种激光粉尘传感器，包含激光器、激光器安装结构、光敏元件、检测电路及其电路板、采样检测腔、风扇及风扇安装结构，其特征在于：
激光器安装结构用于安装激光器；
风扇安装结构用于安装风扇或鼓风机使产生流经采样检测腔的采样气流，风扇安装结构内有供空气流通的通道；
在采样检测腔内采样气流与激光器发出的激光束相交；
光敏原件用于接收激光束遇到气流中的颗粒物时所产生散射光或透射光，并将光信号转换为电信号，再由检测电路进行放大、模数转换等最终输出颗粒物相对浓度或质量浓度；
采样检测腔与风扇安装结构连通；
检测电路的绝大多数元器件与采样检测腔位于电路板的同侧。
优选的，检测电路的全部元器件与采样检测腔位于电路板的同侧。
优选的，在风扇安装结构与电路板之间有可供安装电路元件的空间。
优选的，在采样检测腔与电路板之间有可供安装电路元件的空间。
进一步的，采样检测腔的边缘与电路板贴合，在采样检测腔的凹入部分有可供安装电路元件的空间。
进一步的，风扇安装结构边缘与电路板贴合，在风扇安装结构的凹入部分有可供安装电路元件的空间。
优选的，在电路板的与采样检测腔位置反向的一侧，粘接有双面胶。
优选的，风扇安装结构、采样检测腔中的一者或两者表面都喷涂或电镀有导电层，使具有屏蔽作用。
进一步的，可以包含金属屏蔽罩，将除所述电路板的没有元件或只有极少数元件的一侧之外的部件部分或全部罩住。
本发明的技术优点是：
1、检测电路的绝大多数元件甚至全部元件均位于与采样检测腔和风扇安装结构的同侧，从而使PCB电路板的另一侧只有极少元件甚至没有元件，这样就可以利用PCB自身的电磁屏蔽性能来对传感器进行屏蔽，而不需要在这一侧设置屏蔽罩，也不需要在这一侧设置保护壳。因而，能实现传感器体积的小型化和安装结构的简便化；
2、PCB电路板与采样检测腔位置相反的一侧只有极少元件甚至没有元件，因而可以采用高强度双面胶与外围结构进行固定，安装速度更快且可具备一定的减震性能。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的结构示意图。
图2为上述实施例的PCB电路板示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，采用本发明方案的一种激光粉尘传感器，包含激光器（1）、激光器安装结构（2）、采样检测腔（3）、风扇（4）、风扇安装结构（5）、泡棉背胶（6）、PCB电路板（7）、硅光电池（8）及处于虚线框（9）范围内的若干电子元件。
激光器安装结构（2）用于安装激光器（1）；
风扇安装结构（5）用于安装风扇（4），风扇（4）产生流经采样检测腔（3）的采样气流，风扇安装结构（5）内有供空气流通的通道并与采样检测腔（3）连通；
在采样检测腔（3）内采样气流与激光器（1）发出的激光束相交；
硅光电池（8）、处于虚线框（9）范围内的若干电子元件及PCB电路板（7）上的线路一起构成检测电路；
硅光电池（8）用于接收激光束遇到气流中的颗粒物时所产生散射光或透射光，并将光信号转换为电信号，再由检测电路进行放大、模数转换等最终输出颗粒物相对浓度或质量浓度；
检测电路的全部元器件与采样检测腔（3）位于PCB电路板（7）的相同侧。
采样检测腔（3）的边缘与PCB电路板（7）贴合，在采样检测腔（3）的凹入部分有可供容纳硅光电池（8）的空间。
风扇安装结构（5）边缘与PCB电路板（7）贴合，在风扇安装结构（5）有凹入部分可供容纳虚线框（8）范围内电路元件的空间。
在PCB电路板（7）的与采样检测腔（3）位置反向的一侧，由于没有电子元件，拥有大面积连续平面，泡棉背胶（6）为一种强力泡棉双面胶，因而将泡棉背胶（6）粘贴在上述平面会有很好的粘合力。从而，整个传感器可以直接由泡棉背胶（6）粘贴在各种应用场所的壁面上，而不需要用螺钉连接。安装效率更高，且由于泡棉背胶（6）有一定的弹性，具有减震能力，可以保护传感器不受震动损害，也能避免风扇（4）的运转震动被传至其它结构。
在实际运用中，PCB电路板（7）上也可以设置安装孔，提供多种安装方式供选择。
在电磁屏蔽方面，因PCB板本身具有较好的电磁屏蔽性能，PCB电路板（7）的粘接泡棉背胶（6）的这一面就构成了一个屏蔽面，因而不需要再设置屏蔽罩。同时，可在在采样检测腔（3）、风扇安装结构（5）的面向电子元件侧采取屏蔽措施或整体进行屏蔽处理，即可获得传感器整机非常好的电磁屏蔽性能，工序、工艺上更加简单，也更为可靠。
Claims (8)
1.一种激光粉尘传感器，包含激光器、激光器安装结构、光敏元件、检测电路及其电路板、采样检测腔、风扇及风扇安装结构，其特征在于：
激光器安装结构用于安装激光器；
风扇安装结构用于安装风扇或鼓风机使产生流经采样检测腔的采样气流，风扇安装结构内有供空气流通的通道；
在采样检测腔内采样气流与激光器发出的激光束相交；
光敏元件用于接收激光束遇到气流中的颗粒物时所产生散射光或透射光，并将光信号转换为电信号，再由检测电路进行放大、模数转换等最终输出颗粒物相对浓度或质量浓度；
采样检测腔与风扇安装结构连通；
检测电路的全部或者至少绝大多数元器件与采样检测腔位于电路板的同侧。
2.权利要求1所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：在电路板的与采样检测腔位置反向的一侧，粘接有双面胶。
3.权利要求1所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：在采样检测腔与电路板之间有可供安装电路元件的空间。
4.权利要求1所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：在风扇安装结构与电路板之间有可供安装电路元件的空间。
5.权利要求1、3所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：采样检测腔的边缘与电路板贴合，在采样检测腔的凹入部分有可供安装电路元件的空间。
6.权利要求1、4所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：风扇安装结构边缘与电路板贴合，在风扇安装结构的凹入部分有可供安装电路元件的空间。
7.权利要求1所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：风扇安装结构、采样检测腔中的一者或两者表面都喷涂或电镀有导电层。
8.权利要求1所述的一种激光粉尘传感器，其特征在于：包含金属屏蔽罩，将除所述电路板的没有元件或只有极少数元件的一侧之外的部件部分或全部罩住。
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| CN105572008A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-05-11 | 张银虎 | 激光粉尘传感器 |
| CN107421861A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-01 | 蒙城亿诺实业有限公司 | 一种粉尘监测仪 |
| CN107991210A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-04 | 深圳市昂茂科技有限公司 | 传感器 |
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| CN110514786A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-29 | 杨国丽 | 一种多功能的气体传感器 |
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